10.1 555集成电路及应用（课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（人邮版）

第10章 其他常用电路 本章系统地介绍一些常用电路的基本工作原理及应用。首先介绍广泛使用的555定时器和用它构成单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器的方法。然后介绍A/D、D/A转换原理及典型集成芯片的使用。 知识目标 理解555定时器的工作原理及典型应用。 掌握单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器的概念。 掌握D/A与A/D转换器的概念、指标。 了解D/A与A/D转换器的电路工作原理及应用。 技能目标 能用555定时器构成单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器。 掌握D/A与A/D转换器的使用常识。 10.1 555集成电路及应用 555集成定时器是一种多用途的数字—模拟混合集成电路，它具有使用灵活、适用范围宽的特点，只需外接少量几个阻容元件就可以组成各种不同用途的脉冲电路，如多谐振荡器、单稳态电路和施密特触发器等。除此之外，555集成定时器在测量与控制、仪器仪表、声响报警、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了应用。 图10.1所示为555集成定时器应用的示意图—贵重物品防盗报警器。 图10.1 555集成定时器应用示意图—贵重物品防盗报警器 555集成定时器产品型号繁多，但所有双极性产品型号最后的3位数码都是555，所有CMOS产品最后的4位数码都是7555，而且它们的外部引脚排列和功能都相同。 10.1.1 555集成电路的组成及功能 1．电路结构 555集成电路又称为555定时器，实物图如图10.2（a）所示，引脚排列如图10.2（b）所示，其内部结构如图10.2（c）所示。 555定时器一般由分压器、比较器（C1和C2）、基本RS触发器和放电开关（VT）4部分组成。 （a）实物图 （b）引脚排列 （c）内部结构图 图10.2 555定时器 2．基本功能 555定时器的基本功能如表10.1所示。 阈值输入端TH 触发输入端 OUT VT 0 × × 0 导通 1 0 导通 1 保持原状态不变 保持原状态不变 1 1 截止 1 1 截止 表10.1 555定时器功能表 10.1.2 单稳态触发器 单稳态触发电路有稳态和暂态两种工作状态，而且只有在外界触发脉冲的作用下，才能从稳态翻转到暂态，在暂态维持一段时间以后，自动回到稳态。 暂态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲信号无关。 由于单稳态触发电路具有这些特点，它被广泛应用于整形、延时、定时等电路。下面介绍用555定时器构成的单稳态触发器。 1．电路结构 单稳态触发器的电路结构如图10.3（a）所示。 （a）电路图 （b）波形图 图10.3 单稳态触发器 2．工作原理 按图10.3（a）所示连接电路。在输入端（2脚）加上脉冲波，用示波器观察输出端（3脚）及电容C上的电压波形。（建议采用仿真课件演示） 实验现象 在输入端（2脚）加上脉冲波后，通过示波器看到输出端（3脚）及电容C上的电压波形如图10.2（b）所示。 知识探究 从波形图中可以看到两种状态。 稳态：无触发脉冲信号输入时，电路处于稳态，555定时器输出低电平，电容C两端电压为近似为零。 暂态：当ui输入一个触发脉冲信号（短暂的低电平）时，555定时器输出变为高电平，电容C开始充电，电路进入暂态；当电容充电使其两端电压上升到uC≥ 时，555定时器输出变为低电平，电容C开始放电，直至近似为零，暂态结束。 如果没有触发脉冲信号的到来，电路始终处于稳态，555定时器输出低电平。 暂、稳状态持续的时间又称为输出脉冲宽度，用tw表示。它由电路中电容C两端的电压来决定，可以推导出 tw≈1.1RC tw与触发脉冲无关，仅决定于电路本身的参数。当一个触发脉冲使单稳态触发器进入暂稳定状态以后，tw时间内的其他触发脉冲对触发器就不起作用；只有当触发器处于稳定状态时，输入的触发脉冲才起作用。 10.1.3 多谐振荡器 多谐振荡器具有两个暂稳态，它不需外加触发信号，就可在两个暂稳态之间自动转换，产生一定频率和一定带宽的矩形脉冲。 多谐振荡器经常用作脉冲信号发生器。下面介绍用555定时器构成的多谐振荡器。 1．电路的结构 由555定时器构成的多谐振荡器的